Kommer spänningarna från två olika strömmar dragna från en växelströmskälla adderas?

Kommer spänningarna från två olika strömmar dragna från en växelströmskälla att adderas?

Spänningarna från två olika strömmar dragna från en växelströms- (AC) källa adderas inte på det sätt som kan förväntas med likströms- (DC) källor. För att förstå varför är det viktigt att ta hänsyn till hur spänning och ström beter sig i växelströmskretsar.

Nyckelbegrepp i växelströmskretsar

Impedans (Z): I växelströmskretsar är impedansen ett mått på den totala motståndet som en krets visar mot en ström på grund av närvaron av resistans (R), induktans (L) och kapacitans (C). Impedans är en komplex storhet som inkluderar både magnitud och fasvinkel.

Fasrelation: I växelströmskretsar kan spänningen och strömmen vara ur fas p.g.a. närvaron av reaktiva komponenter som induktorer och kondensatorer. Denna fasförskillnad är kritisk vid övervägande av spännings- och strömbeteendet.

Vektoraddition: Olikt likströmskretsar, där spänningsfall över komponenter kan adderas algebraiskt, måste spänningsfall i växelströmskretsar adderas vektoriellt eftersom de kan vara ur fas.

Spänning och strömrelationer

I en växelströmskrets ges relationen mellan spänning (V), ström (I) och impedans (Z) av:

V=I⋅Z

Här är V, I och Z alla fasor, vilka inkluderar både magnitud och fasinformation.

Två olika strömmar dragna från en växelströmskälla

Tänk dig en situation där två olika strömmar (I1 och I2) dras från en växelströmskälla. Varje ström kommer att ha sin egen impedans (Z1 och Z2) och associerad spänning (V1 och V2)：

V1=I1⋅Z

V2=I2⋅Z

Om dessa strömmar flödar genom olika delar av samma krets eller olika grenar i parallell, så adderas inte spänningarna över varje gren (V1 och V2) enkelt. Istället beror den totala spänningen över hela kretsen på kretsens konfiguration och fasrelationerna mellan strömmar och spänningar.

Parallell anslutning

Om de två strömmarna (I1 och I2) flödar genom olika grenar i parallell, kommer spänningarna över varje gren att vara desamma eftersom de delar en gemensam nod:

V1=V2=V

I detta fall är den totala strömmen (I total) summan av de enskilda strömmarna:

I total=I1+I2

Serieanslutning

Om de två strömmarna (I1 och I2) flödar genom olika komponenter i serie, kommer den totala spänningen över seriekombinationen att vara vektorsumman av de enskilda spänningarna:

V total=V1+V2

Eftersom V1 och V2 är fasorer, måste additionen ta hänsyn till fasförskillnaden:

θ är fasvinkeln mellan V1 och V2

Sammanfattning

Sammanfattningsvis adderas inte spänningarna från två olika strömmar dragna från en växelströmskälla enkelt eftersom:

• Fasförskillnader: Spänningar i växelströmskretsar måste betraktas med hänsyn till fasförskillnader.

• Komplexa impedanser: Impedanser involverar både magnitud och fas, vilket påverkar relationen mellan spänning och ström.